МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕЛЕКТРОНІКИ І КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ
„МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ”
ДЛЯ СТУДЕНТІВ ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ ЗІ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ:
7.092203 – „ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТА ЕЛЕКТРОПРИВОД”,
(У ТОМУ ЧИСЛІ СКОРОЧЕНИЙ ТЕРМІН НАВЧАННЯ)
7.092204 - „ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ЕНЕРГОЄМНИХ ВИРОБНИЦТВ”
7.000008 – „ЕНЕРГЕТИЧНИЙ МЕНЕДЖМЕНТ”
КРЕМЕНЧУК 2005
Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни „Моделювання електромеханічних систем” для студентів усіх форм навчання зі спеціальностей 7.092203 – „Електромеханічні системи автоматизації та електропривод” (у тому числі скорочений термін навчання), 7.092204 – „Електромеханічне обладнання енергоємних виробництв”, 7.000008 – „Енергетичний менеджмент”.
Укладачі: к.т.н., проф. О.П.Чорний,
асист. В.О.Огарь
Рецензент к.т.н., доцент Т.В.Коренькова
Кафедра САУЕ
Затверджено методичною радою
Протокол № від « » 2005 р.
Голова метод. ради проф. В.В. Костін
Кременчук 2005
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Мета дисципліни “Моделювання електромеханічних систем” полягає в підготовці інженерів широкого профілю, здатних самостійно і творчо розв’язувати задачі проектування, дослідження, налагодження й експлуатації сучасних автоматизованих електроприводів і систем автоматизації промислових установок і технологічних комплексів у будь-яких галузях народного господарства.
Дисципліна базується на попередніх курсах «Вища математика», «Теорія електропривода», «Теорія автоматичного управління», «Елементи АЕП».
Знання матеріалу дисципліни забезпечує подальше вивчення дисциплін спеціального циклу – «Системи автоматичного керування електроприводами», «Системи оптимізації енергоспоживання».
Мета проведення лабораторних занять полягає в закріпленні знаннь, отриманих на лекціях шляхом дослідження властивостей і характеристик електромеханічних систем, систем електроприводу на цифрових обчислювальних машинах. Придбати досвід моделювання електромеханічних систем та систем електроприводу за лінійними та нелінійними системами диференційних рівнянь.
Внаслідок проведення лабораторних занять студенти повинні засвоїти принципи побудови моделей електромеханічних систем з урахуванням їх властивостей та дослідження на ЕОМ; вміти розраховувати необхідні для моделювання параметри систем диференційних рівнянь, оцінювати якість вирішення та вибір необхідного способу інтегрування, навчитися складати математичні моделі типових промислових технологічних об'єктів та виконувати їх розрахунок.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2
МОДЕЛЮВАННЯ МЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З ПРУЖНОСТЯМИ
МЕТА: дослідження механічної системи з пружностями без урахування та з урахуванням зазору в механічній передачі
2.1 Теоретичні відомості
Розглянемо механічну двомасову систему з урахуванням пружностей механічних з’єднань за структурною схемою рис.2.1.
Рисунок 2.1 - Структурна схема двомасової системи з урахуванням пружностей
Часто впливом моменту внутрішнього тертя на валу, що деформується, можна знехтувати, оскільки істотнішим є момент зовнішнього тертя, викликаного навантаженням.
Найбільші труднощі при моделюванні викликає розрахунок пружностей механічних з’єднань. Розрахунок деяких коефіцієнтів можна виконати за наступними виразами:
- для сталевих валів
,
де кг/см2; Н/м2; - діаметр і довжина вала, см;
- для сталевих канатів (лінійна деформація) під час багаторазового підйому
,
де - довжина каната, м; - запас пружності каната.
Структурну схему моделі при використанні розширення пакета MATLAB-SIMULINK наведено на рис.2.2. До схеми введений елемент, що дозволяє врахувати наявність зазору в кінематичному колі. На рис.2.3,2.4 наведено приклади розрахунків коливань кутових швиглядкостей: кутова швиглядкість першої маси; кутова швиглядкість другої маси, на рис.2.3 без урахування зазору, на рис.2.4 з урахуванням за...